Elektrostatické pole Coulombův zákon - síla působící mezi dvěma elektrickými bodovými náboji Definice intenzity elektrického pole Siločáry

Podobné dokumenty
Elektrické a magnetické pole zdroje polí

Skalární a vektorový popis silového pole

Pomocné texty k přednáškám z teorie elektromagnetického pole ZS 2015/2016. Verze prosinec.2015

Pomocné texty k přednáškám z teorie elektromagnetického pole ZS 2013/2014. Verze

GAUSSŮV ZÁKON ELEKTROSTATIKY

Elektrické pole vybuzené nábojem Q2 působí na náboj Q1 silou, která je stejně veliká a opačná: F 12 F 21

a) [0,4 b] r < R, b) [0,4 b] r R c) [0,2 b] Zakreslete obě závislosti do jednoho grafu a vyznačte na osách důležité hodnoty.

Elektrické a magnetické pole zdroje polí

ELEKTRICKÝ NÁBOJ A ELEKTRICKÉ POLE

ELEKTROSTATIKA. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Elektřina a magnetismus - 2. ročník

Téma 1: Elektrostatika I - Elektrický náboj Kapitola 22, str

ELT1 - Přednáška č. 6

ELEKTRICKÝ NÁBOJ A ELEKTRICKÉ POLE POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Okruhy, pojmy a průvodce přípravou na semestrální zkoušku v otázkách. Mechanika

7 Gaussova věta 7 GAUSSOVA VĚTA. Použitím Gaussovy věty odvod te velikost vektorů elektrické indukce a elektrické intenzity pro

Elektrostatické pole. Vznik a zobrazení elektrostatického pole

VEKTOROVÁ POLE Otázky

5.8 Jak se změní velikost elektrické síly mezi dvěma bodovými náboji v případě, že jejich vzdálenost a) zdvojnásobíme, b) ztrojnásobíme?

Obsah PŘEDMLUVA 11 ÚVOD 13 1 Základní pojmy a zákony teorie elektromagnetického pole 23

4.1.7 Rozložení náboje na vodiči

Základní otázky pro teoretickou část zkoušky.

VEKTOROVÁ POLE VEKTOROVÁ POLE

7. Gravitační pole a pohyb těles v něm

Elektromagnetismus. - elektrizace třením (elektron = jantar) - Magnetismus magnetovec přitahuje železo zřejmě první záznamy o používání kompasu

elektrický náboj elektrické pole

Elektřina a magnetismus úlohy na porozumění

Přehled veličin elektrických obvodů

Kapacita. Gaussův zákon elektrostatiky

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2017) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Základní otázky ke zkoušce A2B17EPV. České vysoké učení technické v Praze ID Fakulta elektrotechnická

Matematika pro chemické inženýry

F n = F 1 n 1 + F 2 n 2 + F 3 n 3.

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2018) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2016) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

I. Statické elektrické pole ve vakuu

ELEKTRICKÝ PROUD ELEKTRICKÝ ODPOR (REZISTANCE) REZISTIVITA

Maturitní témata z matematiky

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

BIOMECHANIKA KINEMATIKA

FYZIKA II. Petr Praus 6. Přednáška elektrický proud

Otázky k ústní zkoušce, přehled témat A. Číselné řady

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS Řešené úlohy a postupy: Gaussův zákon

Cvičení F2070 Elektřina a magnetismus

3.1 Magnetické pole ve vakuu a v látkovén prostředí

Fyzikální vzdělávání. 1. ročník. Učební obor: Kuchař číšník Kadeřník. Implementace ICT do výuky č. CZ.1.07/1.1.02/ GG OP VK

ČÁST V F Y Z I K Á L N Í P O L E. 18. Gravitační pole 19. Elektrostatické pole 20. Elektrický proud 21. Magnetické pole 22. Elektromagnetické pole

Osnova kurzu. Základy teorie elektrického pole 2

Magnetické vlastnosti látek (magnetik) jsou důsledkem orbitálního a rotačního pohybu elektronů. Obíhající elektrony představují elementární proudové

Maturitní otázky z předmětu MATEMATIKA

INOVACE ODBORNÉHO VZDĚLÁVÁNÍ NA STŘEDNÍCH ŠKOLÁCH ZAMĚŘENÉ NA VYUŽÍVÁNÍ ENERGETICKÝCH ZDROJŮ PRO 21. STOLETÍ A NA JEJICH DOPAD NA ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ

Přehled látky probírané v předmětu Elektřina a magnetismus

Práce vykonaná v elektrickém poli, napětí, potenciál Vzájemná souvislost mezi intenzitou elektrického pole, napětím a potenciálem Práce vykonaná v

Seriál II.II Vektory. Výfučtení: Vektory

Elektrické vlastnosti látek

Příklady elektrostatických jevů - náboj

14. cvičení z Matematické analýzy 2

Jednoduchý elektrický obvod

terminologie předchozí kapitoly: (ϕ, Ω) - plocha, S - geometrický obraz plochy

Záření KZ. Význam. Typy netermálního záření. studium zdrojů a vlastností KZ. energetické ztráty KZ. synchrotronní. brzdné.

ELEKTROSTATICKÉ POLE V LÁTKÁCH

MAGNETICKÉ POLE V REÁLNÉM PROSTŘEDÍ ( MAGNETIKA)

14. Věty Gauss-Ostrogradského, Greenova a Stokesova věta

PEM - rámcové příklady Elektrostatické pole a stacionární elektrický proud

Elektrický náboj a elektrické pole

Vybrané kapitoly z matematiky

7. Elektrolýza. Úkoly měření: Použité přístroje a pomůcky: Základní pojmy, teoretický úvod:

Různé: Discriminant: 2

ELEKTROMAGNETISMUS ELEKTRO MAGNETISMUS

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Elektromagnetické pole je generováno elektrickými náboji a jejich pohybem. Je-li zdroj charakterizován nábojovou hustotou ( r r

3 Mechanická energie Kinetická energie Potenciální energie Zákon zachování mechanické energie... 9

Systematizace a prohloubení učiva matematiky. Učebna s dataprojektorem, PC, grafický program, tabulkový procesor. Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

2. Kinematika bodu a tělesa

Elektřina. Elektrostatika: Elektrostatika: Elektrostatika: Analogie elektřiny s mechanikou: Elektrostatika: Souvislost a analogie s mechanikou.

II. Statické elektrické pole v dielektriku. 2. Dielektrikum 3. Polarizace dielektrika 4. Jevy v dielektriku

6. ANALYTICKÁ GEOMETRIE

FYZIKA II. Petr Praus 7. Přednáška stacionární magnetické pole náboj v magnetickém poli

Odvození středové rovnice kružnice se středem S [m; n] a o poloměru r. Bod X ležící na kružnici má souřadnice [x; y].

Elektřina: Elektrostatika: Elektrostatika: Elektrostatika: Analogie elektřiny s mechanikou: Elektrostatika: Souvislost a analogie s mechanikou.

c) vysvětlení jednotlivých veličin ve vztahu pro okamžitou výchylku, jejich jednotky

Hlavní body - elektromagnetismus

hmotný bod je model tělesa, nemá tvar ani rozměr, ale má hmotnost tuhé těleso nepodléhá deformacím, pevné těleso ano

y ds, z T = 1 z ds, kde S = S

4.1.6 Elektrický potenciál

Obr. 9.1: Elektrické pole ve vodiči je nulové

4.1.6 Elektrický potenciál

Mgr. Ladislav Zemánek Maturitní okruhy Matematika Obor reálných čísel

Fyzika 1 - rámcové příklady Kinematika a dynamika hmotného bodu, gravitační pole

KLASICKÁ MECHANIKA. Předmětem mechaniky matematický popis mechanického pohybu v prostoru a v čase a jeho příčiny.

FYZIKA I. Gravitační pole. Prof. RNDr. Vilém Mádr, CSc. Prof. Ing. Libor Hlaváč, Ph.D. Doc. Ing. Irena Hlaváčová, Ph.D. Mgr. Art.

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek ( 2015)

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY

Maturitní témata profilová část

ELEKTŘINA A MAGNETIZMUS Řešené úlohy a postupy: Posuvný proud a Poyntingův vektor

7 Základní elektromagnetické veličiny a jejich měření

2 Fyzikální aplikace. Předpokládejme, že f (x 0 ) existuje. Je-li f (x 0 ) vlastní, pak rovnice tečny ke grafu funkce f v bodě [x 0, f(x 0 )] je

CHOVÁNÍ POLÉTAVÉHO PRACHU V ELEKTROSTATICKÉM POLI

Elektřina a magnetismus věnováno všem, kteří mají zájem o fyziku a její radostné studium

Transkript:

Elektrostatické pole Coulombův zákon - síla působící mezi dvěma elektrickými bodovými náboji Definice intenzity elektrického pole iločáry elektrického pole Intenzita elektrického pole buzená bodovým elektrickým nábojem iločáry elektrického pole kladného a záporného bodového náboje Vlastnosti intenzity elektrického pole, tok vektorové veličiny plochou, tok vektorové veličiny uzavřenou plochou Gaussova věta elektrostatiky Platnost Gaussovy věty pro elektrický náboj libovolně rozmístěný v objemu, který je obklopen uzavřenou plochou obecného tvaru Zobecnění Gaussovy věty pro popis elektrického pole v jednom bodě prostoru, divergence vektorové funkce Gaussova věta elektrostatiky v diferenciálním tvaru

íla mezi náboji v elektrickém poli - Coulombův zákon r 12 Elektrická síla Q 1 Q 2 F 21 1 QQ F r 21 4 12 1 2 r 2 0

Elektrostatické pole Časově neproměnné elektrické pole buzené nepohybujícími se volnými náboji se nazývá elektrostatické. Elektrostatické pole se vytvoří například mezi dvěma vodivými elektrodami, mezi které je přivedeno stejnosměrné napětí. Část elektronů se natrvalo přemístí z jedné elektrody na druhou. Jedna elektroda se bude jevit jako kladně nabitá, druhá záporně nabitá.

Definice intenzity elektrického pole Vektor E [ V/m ]: F Q.E FQ 1 ( Q 1). E E směr je dán směrem síly, která by působila na jednotkový bodový náboj velikost je číselně rovna velikosti síly působící na jednotkový bodový náboj

iločáry elektrického pole měr působící intenzity elektrického pole je graficky znázorněn tzv. siločárami. Vektor intenzity elektrického pole je v každém místě k siločáře tečný. iločára tedy ukazuje dráhu, po které by se v elektrickém poli pohyboval v daném směru libovolně veliký bodový kladný náboj.

Intenzita elektrického pole bodového náboje r 12 Elektrická síla Q 1 Q 2 QQ F 21 4 1 2 r12 0 1 r 2 E r Q 1 1 12 12 2 4 0 r F Q E 21 2 12 r

Intenzita elektrického pole bodového náboje E(r) 1 Q 4 r 0 2 r O

Z matematického pohledu představuje vztah pro intenzitu elektrického pole bodového náboje vektorovou funkci popsanou ve sférické soustavě souřadnic s počátkem v místě tohoto náboje. V této soustavě má intenzita elektrického pole pouze radiální složku a ta je funkcí pouze poloměru vzdálenosti. Není funkcí úhlů ve sférické soustavě - kdekoliv na sférické ploše o poloměru r je intenzita elektrického pole co do velikosti konstantní a má pouze radiální směr.ostatní složky vektoru jsou nulové. férická soustava souřadnic A r,a,a

iločáry elektrického pole kladného a záporného bodového náboje

Pro jednoduchou představu lze vytvořit model, ve kterém elektrické pole pomyslně vytéká z nábojů. Fyzikální skutečnost i matematické vztahy popisující jevy v elektrickém poli této představě skutečně odpovídají, elektrické pole však není tokem něčeho hmotného ani viditelného. V tomto kontextu lze chápat intenzitu elektrického pole E jako vektorovou veličinu, jejíž směr v určitém místě souhlasí se směrem hypoteticky vytékajícího elektrického pole a velikost je dána plošnou hustotou vytékajícího pole v daném místě. Potom pomyslně celkové elektrické pole, které proteče libovolně natočenou plochou je dáno tokem vektoru intenzity elektrického pole E E d E E d

Gaussova věta elektrostatiky elektrický tok uzavřenou plochou E d Q V 0 0 d V Vyjdeme-li z představy, že elektrické pole primárně vytéká z elektrických nábojů, potom zcela libovolnou uzavřenou plochou, uvnitř které jsou tyto náboje umístěny, musí prostoupit celé vytékající elektrické pole. Nezáleží na umístění nábojů v této ploše, pouze na jejich celkové velikosti.

Pojem toku vektorové veličiny plochou X d

Tok elementární plochou, vektorový element plochy, skalární součin d X d

Tok uzavřenou plochou

Zdroj vytékajícího média uvnitř a vně uzavřené plochy. X d 0 1 2 VODA Xd

Gaussova věta elektrostatiky platí pro bodový náboj umístěný uvnitř sférické plochy Ed E d cos(0) Ed Q 1 Q Ed Ed E(r) d 4r 4 r 2 2 0 0

Elementární kužel, pojem prostorového úhlu Element obvodu vyjádřený pomocí středového úhlu Element plochy vyjádřený pomocí středového prostorového úhlu o 2r o 2r 2 2 r 4r 2 4r r 4 2 d o r d d r 2 d

Gaussova věta elektrostatiky platí také pro bodový náboj umístěný uvnitř uzavřené plochy libovolného tvaru Ed E d cos( ) E(r)d 2 d r d Q 1 Q E(r)d r d d 4 4 2 2 0 r 0 4 Q E d d 0 4 Q 0 0

ložitě členěná uzavřená plocha Náboj mimo uzavřenou plochu Q Ed Q 0 Ed 0 0 0

Zobecnění Gaussovy věty pojem divergence vektorové funkce div E d E Q E d lim V 0 0 Q E d V V0 0 V V 0 0 d V E d div E d V V 0 Q d V V V dv Q V div V E 0

Gaussova věta E d div E V d V

Gaussova věta pro intenzitu elektrického pole Celkový náboj Ed Q Q 0 v 0 0 Hustota celkového náboje Q div E 0